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1 DESCRIP1ION
PROCEDE POUR LE SOUDAGE EN CONTINU DE TRONCONS DE RAIL,
ET RAME EQUIPEE POUR SA MISE EN OEUVRE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention a pour objet un procédé pour le soudage en
continu de tronçons de rail ferroviaire en cours de pose, et une rame
spécialement équipée pour la mise en oeuvre de ce procédé.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Suivant la manière classique de procéder à la pose des rails ferro
viaires, des tronçons de rail, venant en général de l'usine de fabrica
tion en des longueurs de 36 mètres, sont soudés l'un en bout de l'autre
jusqu'à former des tronçons de 144 mètres, qui sont transportés sur le
lieu de pose. Ici, après avoir été mis en position moyennant un train
opérateur, les tronçons sont soudés l'un en bout de l'autre jusqu'à for
mer des longueurs définitives de 288 mètres, de 432 mètres, ou autre
longueur fixée. Le soudage est effectué par un procédé électrique à
étincellement, ou bien par un procédé aluminothermique, sur les rails
déjà posés. Les tronçons de rail à poser étaient traditionnellement dé-
posés sur le sol à côté de la ligne ferroviaire, mais il est déjà connu
par des perfectionnement précédemment portés par la méme demanderesse de
charger des tronçons à la longueur de 144 mètres sur des wagons spé-
ciaux, sur lesquels sont aussi chargées les traverses, et qui sont équi-
pés de guides pour une grue à portique, laquelle est utilisée pour le
transport des traverses à poser et, éventuellement, des vieilles traver-
ses emportées. Les rails sont chargés en une position au-dessous de la
charge de traverses, et soit les rails, soit les traverses sont alimen-
tés à une machine spéciale faisant partie du train opérateur, laquelle
pourvoit à la pose des traverses et des rails nouveaux, le cas échéant à
emporter les traverses et les rails vieux à remplacer, et éventuellement
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- 2 -
1 aussi à effectuer d'autres opérations. Toutefois, l'opération de souda-
ge des tronçons de rail dêjà posés en oeuvre doit être effectuée moyen-
nant une machine soudeuse à étincellement installée sur un véhicule fer-
roviaire spécial qui travaille à la suite du train opérateur, et une
telle machine est coüteuse et demande du personnel préposé. De plus,
des opérations non simples, des équipements spéciaux et la main d'oeuvre
spécialisée correspondante sont nécessaires pour aligner et niveler les
abouts des rails à souder et pour maintenir les abouts des rails en
cours de pose poussés contre les abouts des tronçons de rail déjà posés.
Il est nécessaire, en outre, de démonter temporairement des traverses
(et ensuite de monter à nouveau) un certain nombre de plaques d'appui,
ainsi que les chevilles de fixation correspondantes, qui se trouvent
dans la région dans laquelle doit travailler la téte de la machine sou-
dense.
EXPOSE DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de rendre plus rationnel le pro-
cédé par lequel les tronçons de rail en cours de pose sont soudés au
tronçons de rail déjà posés, de sorte à réduire d'une façon considérable
les frais pour les équipements nécessaires et à limiter la main d'oeuvre
éxigée et les travaux de préparation.
A cet effet l'invention propose d'insérer dans le train opérateur,
entre les wagons qui portent les nouveaux tronçons de rail et les nou-
velles traverses, et la machine qui en fait la pose, une rame spéciale-
ment équipée, et d'effectuer sur cette rame équipée les opérations d'a-
lignement, de nivellement et d'aboutement des tronçons successifs de
rail, et leur soudage, de sorte que tout le cycle d'opérations se rap-
portant au soudage est effectué sur le train opérateur lui-même et la
pose est effectuée par la machine correspondante sur des rails désormais
continus.
De préférence le soudage des tronçons de rail est effectué moyennant
des machines soudeuses mouvant le long de la rame équipée, les opéra-
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-3-
1 tions de soudage étant effectuées pendant une course relative des machi-
nes soudeuses par rapport à la rame, dans le sens opposé au sens d'avan-
cement du train opérateur, et ladite course de soudage étant ensuite
compensée par une course de retour des machines soudeuses par rapport à
la rame équipée, dans le méme sens de l'avancement du train opérateur.
En considération de cette manière de procéder, tous les travaux de
préparation et toute opération d'alignement, de nivellement, d'aboute-
ment et de soudage, successive à la pose en oeuvre des rails, sont évi-
tés, et toutes les opérations ont lieu à bord du train opérateur, et
donc avec l'aide de tout équipement approprié pour rendre ces opérations
plus faciles, justes et protégées. En particulier, il n'est plus néces-
sairè ci'en~ployer une machine soudeuse installée sur un véhicule ferro-
viaire spécial qui travaille à la suite du train opérateur, ainsi évi-
tant le prix de revient élevé d'une telle machine et la main d'oeuvre
nécessaire pour sa manoeuvre, ainsi que lesdites opérations de démontage
et de remontage d'un certain nombre de plaques d'appui et de chevilles
de fixation dans la région de soudage.
La rame équipée destinëe â permettre la mise en oeuvre du procédé
suivant l'invention comporte un ou plusieurs wagons au plan de charge
surbaissé, qui portent des machines soudeuses capables d'effectuer le
soudage mutuel des abouts mis en contact des tronçons de rail.
De préférence ladite rame équipée comprend: des premières guides la-
térales pour le passage d'une grue à portique pour le transport des tra-
verses; des secondes guides, ayant un écartement plus réduit de celui
desdites premières guides; et un chariot automoteur mouvant sur lesdites
secondes guides et portant les machines soudeuses.
En particulier, lesdites machines soudeuses peuvent comprendre, cha-
cuve, une téte soudeuse et un groupe générateur pour son alimentation.
Le chariot peut ètre pourvu de bras télescopiques avec des mâchoires de
saisie pour effectuer les opérations de prise et d'aboutement, et éven-
tuellement de premier alignement et de nivellement approximatif des
tronçons successifs de rail à souder. Des mâchoires hydrauliques peu-
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- 4 -
1 vent être prévues pour effectuer automatiquement l'alignement et le ni- w
vellement définitif des tronçons de rail à souder.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
Les caractéristiques indiquées et d'autres, et les avantages des ob-
jets de la présente invention, ressortiront plus clairement de la sui-
vante description d'un mode de réalisation préféré, toutefois ayant le
caractère d'un exemple non limitatif, d'une partie d'un train opérateur
equipé suivant l'invention, schématiquement représenté dans les dessins
annexés, dans lesquels:
Fig. 1 et 2, à considérer comme l'une constituant la prosécution de
l'autre, montrent à une échelle extrèmement réduite et d'une façon ex-
trèmement schématique une partie d'un train opérateur comprenant, avec
des composants connus, la rame équipée suivant l'invention;
Fig. 3 montre en vue latérale la partie antérieure d'une rame équi
pée suivant l'invention, accrochêe à la suite d'un wagon pour le trans
port de rails et de traverses, faisant partie d'un train opérateur;
Fig. 4, qui doit être considérée comme la suite de la figure 3, mon-
tre de façon similaire la partie postérieure du premier wagon de la rame
équipée suivant l'invention, articulé avec un second wagon qui lui fait
suite, aussi faisant partie de la rame équipée; Pt
Figs. 5 et 6, à considérer comme l'une constituant la prosécution de
l'autre, montrent en plan les mëmes parties du train opérateur représen-
tées respectivement dans les figures 3 et 4.
MANIERE PREFEREE DE REALISER L'INVENTION
Le train opérateur schëmatisê dans les figures 1 et 2 comprend un
wagon 1 (connu) portant les matériaux à poser et sur lequel, dans la
configuration représentée, se trouve une grue à portique 20 (également
connue), une rame équipée (suivant l' invention), composée dans ce cas
par deux wagons 5 et 5', et une machine opératrice 21 (connue) qui em-
porte les vieux rails 0 sur lesquels roulent les wagons l, 5, 5' et la ,
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-5-
1 partie antérieure de la mëme machine opératrice 21, qui pose les nou-
veaux rails 3 soudés, et qui accomplit toute autre opération prêvue,
comme par exemple l'emportement des vieilles traverses sur lesquelles
étaient posés les vieux rails 0, et la pose de nouvelles traverses sur
lesquelles sont posés les nouveaux rails 3.
Faisant référence d'abord aux figures 3 et 5, le numéro 1 désigne
ledit wagon, en soi connu, roulant sur les rails 0 à renouveler, portant
les matériaux à poser, c'est à dire des nouvelles traverses 2 et des
tronçons de rail 3. Le mème wagon 1 en une autre région, ou bien des
autres wagons (non représentés) disposés devant lui, peuvent aussi rece-
voir les vieux matériaux emportés, si une opération d'emportement des
vieux matériaux est aussi effectuée par le train opérateur. le wagon 1
est pourvu latéralement, d'une façon connue, de guides 4 destinées â
ètre parcourues par la grue à portique 20 (connue en soi et schématisée
dans la figure 1). La grue 20 transporte périodiquement les nouvelles
traverses à poser à partir du wagon 1 jusqu'à la machine opératrice 21
(schématisée dans la figure 2) située plus en arrière dans le train opé-
rateur. Le cas échéant, la méme grue 20 porte aussi vers le wagon 1 les
vieilles traverses emportées par la machine opératrice 21.
En application de l'invention, au wagon 1 est accrochée une rame
équipée comportant un premier wagon 5 au plan surbaissé, roulant par des
bogies 6 sur les rails 0. Un autre wagon identique 5' (figures 4 et 6)
appuyé sur des bogies 6', ou bien aussi plusieurs autres wagons identi-
ques (non représentés), peuvent faire suite au wagon 5 lorsque la lon-
gueur de celui-ci n'est pas suffisante pour autoriser les courses opéra-
tives nëcessaires aux effets de l'invention. Le wagon 5 est pourvu de
premières guides latérales 4, identiques et correspondantes aux guides 4
du wagon l, pour permettre le roulement de la gue à portique 20 déjà
mentionnée. Sur le wagon 5 sont en outre installées des secondes guides
7, dont l'écartement est plus réduit que celui des premières guides 4,
et qui de préférence sont situées au-dessous des premières guides 4.
Dans le cas où plusieurs wagons 5, 5' et ainsi de suite sont prévus pour
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-6-
1 constituer la rame équipée, on doit assurer entr'eux la continuitë des
secondes guides 7, et de plus on doit assurer, soit entr'eux, soit par
rapport aux wagons précédents et suivants dans le train opérateur, la
continuité des premières guides 4.
Sur les guides 7 de la rame équipée est monté, roulant au moyen de
groupes de roues 9, un chariot (de préférence automoteur) 8. Près de
l'extrémité antérieure du chariot 8 est installé un poste de manoeuvre
10, dans lequel un opérateur unique peut commander toutes les opérations
se rapportant directement ou indirectement au soudage des tronçons de
rail. Sur le chariot 8 sont montés et articulés deux bras 11, extensi-
bles télescopiquement et actionnés hydrauliquement, qui se terminent par
des mâchoires 12 et qui peuvent ëtre orientés en hauteur moyennant des
cylindres hydrauliques 13 et latéralement moyennant des cylindres hy-
drauliques 14.
Sur le chariot 8 sont aussi montées deux tëtes soudeuses 15, chacune
desquelles est précédée et suivie par des màchoires hydrauliques 16 dis-
posées pour aligner et niveler des tronçons de rail. De préférence sont
aussi prévues des guides 17', convergent vers les mâchoires 16 antérieu-
res, pour faciliter l'introduction des tronçons de rail 3 dans lesdites
mâchoires. En considération de l'opportunité d'installer les gënéra-
teurs d'énergie électrique d'alimentation pour les tëtes soudeuses 15 le
plus possible près d'elles, il est préférable que le chariot 8 porte en-
core deux groupes motogénérateurs 17 pour pourvoir à cette alimentation,
bien que ces générateurs pourraient aussi, le cas échéant, trouver une
disposition différente dans le train opérateur. Enfin, toute autre ap-
pareil de service appropriê peut être installé sur le chariot 8.
De préférence, la rame ëquipée toute entière est couverte par une
marquise 18 et elle est protégée latéralement par un filet 19 (ces par-
ties étant partiellement emportées dans les figures à l'effet de montrer
les composants intérieurs de la rame), de sorte que toutes les opéra-
tions sont effectuées â l'abri des agents atmosphériques et que les opé-
rateurs sont protégés aussi par rapport aux trains qui peuvent éventuel-
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1 lement rouler sur des lignes situées côte à côte de la ligne en travail.
Le fonctionnement de l'appareillage décrit, qui réalise le procédé
suivant l'invention, est le suivant.
On suppose que le chariot 8 se trouve dans la position montrée,
c'est à dire déplacé vers l'extrémité antérieure du premier wagon 5 de
la rame équipée, et qu'une couple de tronçons de rail déjà soudés en
précédente aux tronçons de rail e n cours de pose coulisse par rapport au
wagon 5. Ce coulissement des rails par rapport à la rame est dû, en ef
fet, au fait que le train opérateur, et avec lui la rame équipée avec le
wagon 5, roule sur les rails 0, tandis que les tronçons de rail 3 men-
tionnés, étant déjà soudés aux tronçons en cours de pose et aux tronçons
déjà posés, demeurent immobiles par rapport au sol et, par conséquent,
se dêplacent en arrière par rapport à la rame.
L'opérateur, dans le poste de manoeuvre 10, actionne les bras téles-
topiques 11 de sorte à saisir par les màchoires 12 une couple des tron- .
çons de rail 3 chargés sur le wagon l, et il les déplace de sorte qu'ils
aboutent, et ensuite demeurent aboutés, contre les abouts des tronçons
de rail déjà soudés, en cours de pose. Cette manoeuvre peut être effec-
tuée de préférence en une seule phase, si l'on fait de sorte que la lon-
gueur du champ d'opération des bras télescopiques 11 et l'aménagement
des tronçons de rail 3 l'autorisent; sinon, en tous cas, la manoeuvre
peut être effectuêe par plusieurs phases d'extension et de retrait des
bras télescopiques 11. Les guides 17' facilitent la direction des nou-
veaux tronçons de rail 3 vers les mâchoires 16 antérieures. Par l'aide
de répères appropriées, cette opération est poursuivie jusqu'à ce que
les régions de séparation entre les abouts des tronçons de rail 3 ainsi
aboutés se trouvent en correspondence des têtes soudeuses 15.
A ce point les mâchoires hydrauliques 16 sont serrées et elles pour
voient à niveler et à aligner exactement les tronçons de rail aboutés.
En même temps ces mâchoires solidarisent temporairement le chariot 8 aux
tronçons de rail soudés en cours de pose. On peut alors porter en posi-
tion de travail les tètes de soudage 15 et les mettre en fonction pour
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- 3 -
1 produire un étincellement entre les abouts des tronçons de rail 3, qui
se font face, ainsi produisant leur fusion et leur soudage. Cela com-
porte un refoulement des régions de conjunction, et de ce fait pendant
cette opération on doit desserrer les mâchoires hydrauliques 16 anté-
rieures, de sorte à permettre un avancement approprié des tronçons de
rail qu'elles serraient. De leur côté, les mâchoires 12 des bras téles-
copiques peuvent ëtre desserrées~elles aussi, et les bras 11 peuvent
ëtre libérës, n'étant temporairement plus nécessaire leur opération.
Du fait que par le serrage des mâchoires 16 e par la mise en fonc-
tion des têtes de soudage 15 ces parties et le chariot 8 qui les porte
sont devenus solidaires des tronçons de rail déjà soudés et en cours de
pose, ils en suivent le déplacement par rapport à la rame équipée, et
donc le chariot 8 tout entier se déplace vers l'extrémité p~~térieure du
train opérateur. Ce comportement se prolonge jusqu'à ce que le soudage
en cours dans les tâtes soudeuses 15 est terminé et sue le matériau fon-
du s'est solidifié; le temps nécessaire pour ces opérations peut ëtre,
par exemple et typiquement, de 180 minutes secondes environ. Après le
temps nécessaire les tâtes de soudage 15 peuvent ètre désactivées et les
mâchoires 16 postérieures peuvent être desserrées.
Suite à ces dernières opérations, le chariot 8 arrête son déplace-
ment de retrait par rapport â la rame équipée, et il peut être déplacé à
nouveau en avant pour rejoindre sa position avancée de départ, représen-
tée dans les dessins. Ce déplacement de retour du chariot 8 peut être
effectué par tout moyen préférê, mais il est d'avantage que, à cet ef-
fet, le chariot 8 soit automoteur. Lorsque le chariot 8 a rejoint sa
position de départ, le cycle décrit peur recommencer dès son début pour
souder deux nouveaux tronçons de rail 3.
L'ampleur du déplacement du chariot 8 par rapport à la rame équipée
dépend de différents facteurs, comme la vitesse d'avancement du train
opérateur, les temps de soudage et de refroidissement et ainsi de suite.
Si cette ampleur de déplacement peut âtre contenue dans les limites de
la longueur admise pour un wagon 5 seulement, la rame équipée peut âtre
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1 constituée par ce seul wagon 5. Toutefois dans certains cas il est né-
cessaire, ou tout au moins il est â propos, de faire usage de plusieurs
wagons 5, 5' et ainsi de suite, qui se suivent dans le train opérateur
pour constituer la rame équipëe. Alternativement on peut accepter de
ralentir ou d'arrêter momentanément le train opérateur pendant l'exécu-
tion des soudages.
Bien entendu, lorsque les soudages ont été effectués, les régions de
soudure sont encore usinées d'une façon bien connue, en emportant par
des outils le métal refoulé et ensuite en meulant et corrigeant le pro-
fil du champignon des rails. Ces opérations peuvent être effectuées par
des appareillages (non représentés) ménagés en des positions appropriées
sur la rame équipée, avant d'acheminer les rails aux organes de pose de
la machine de pose 21.
L'action des mâchoires hydrauliques 16 rend possible d'effectuer au
tomatiquement le nivellement et l'alignement des tronçons de rail, ainsi
réalisant en un temps réduit des résultats plus parfaits de ceux qu'on
obtient habituellement sur les rails en oeuvre après des opérations re
lativement longues et difficiles. L'exécution des soudages dans les tê
tes soudeuses 15 prévues à cet effet peut avoir lieu en des conditions
et par des procédës plus parfaits de ceux qu'on peut appliquer sur les
rails posés en oeuvre. Le procédé suivant la présente invention peut
être combiné avantageusement avec un procédé de régulation thermique, et
dans ce cas les rails posés peuvent être fixés aux traverses immédiate-
ment après le passage du train opérateur, parce qu'il n'est plus exigée
aucune intervention sur ces rails. Bien que les appareillages de souda-
ge installés sur le chariot 8 peuvent être plus avancés de ceux employés
habituellement, leur prix de revient est néanmoins bien plus réduit que
celui d'une machine soudeuso as î,t.incellement installée sur un véhicule
ferroviaire spécial pour travailler sur des rada déjà posés. Enfin,
l'emploi de main d'oeuvre est réduit d'une facon draconienne.
Du fait de l'emploi du procédé suivant l'invention et de sa mise en
oeuvre moyennant la rame équipée, constituant elle aussi un objet de
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1 l'invention, on peut donc simplifier, organiser mieux et rendre plus
économiques les opérations de pose des rails soudés, en réduisant les
frais d'appareillages et de main d'oeuvre et en assurant l'obtention de
résultats techniquement plus parfaits.
La prévision du chariot 8 portant les machines soudeuses autorise
l'exécution de toutes les opérations se rapportant au soudage sans ra-
lentir ou arrèter le train opératèur, ou tout au moins en limitant les
ralentissements et les périodes d'arrèt, mais on doit comprendre que l'
invention peut étre aussi mise en oeuvre d'une façon simplifiée si l'on
accepte d'arrèter le train opérateur pendant la période de soudage ou
pendant une partie de cette période; dans ce cas les machines soudeuses
peuvent étre installées directement sur la rame équipée et il n'est pas
nécessaire de prévoir un chariot mobile.
Bien que l'invention a été décrite en faisant référence à un mode de
réalisation spécifique, les différentes modifications indiquées et au-
tres, et tout remplacement de moyens techniquement équivalents, peuvent
ètre portées dans le domaine des revendications.
POSSIBILITES D'APPLICATION INDUSTRIELLE
L'invention peut ètre appliquée en général dans toutes les opéra-
tions industrielles de réalisation ou/et de renouvellement de voies fer-
roviaires qui comportent la pose de tronçons de rail destinés à ètre
soudés aux tronçons de rail déjà posés précédemment.
